Proponha um diagrama de orbital molecular para a molécula de HF, justifique o diagrama adotado com base nos modelos de ligação covalente e ligação iônica?
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente vai resolver um exercício que pede para a gente desenhar um diagrama de orbital molecular para a molécula de HF (fluoreto de hidrogênio) e justificar esse diagrama usando os modelos de ligação covalente e iônica. Para isso, vamos precisar entender como os orbitais atômicos de hidrogênio e flúor se combinam para formar os orbitais moleculares, além de lembrar um pouco sobre os tipos de ligações químicas.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar os elementos que compõem a molécula de HF: temos o hidrogênio (H) e o flúor (F). Cada um desses átomos tem seus próprios elétrons distribuídos em orbitais atômicos. O hidrogênio tem um elétron no orbital 1s, e o flúor tem nove elétrons, com a configuração eletrônica completa no subnível 2p.
Passo 3
Agora, precisamos considerar como esses orbitais atômicos se combinam para formar os orbitais moleculares. No caso do HF, temos um orbital 1s do hidrogênio e um orbital 2p do flúor. A diferença de energia entre esses orbitais vai influenciar como eles se combinam.
Passo 4
Vamos lembrar que, na teoria de orbitais moleculares, quando os orbitais atômicos se combinam, eles formam dois orbitais moleculares: um orbital ligante (com energia mais baixa) e um orbital antiligante (com energia mais alta). A quantidade de elétrons que vão ocupar esses orbitais depende do número total de elétrons na molécula.
Passo 5
No HF, temos um total de 10 elétrons: 1 do hidrogênio e 9 do flúor. Esses elétrons vão preencher os orbitais moleculares começando pelo de menor energia, ou seja, o orbital ligante primeiro, e depois o antiligante se houver elétrons suficientes.
Passo 6
Vamos desenhar o diagrama de orbital molecular:
1s (H) + 2p (F) → σ(1s) [ligante] e σ*(1s) [antiligante]
Aqui, o σ(1s) é o orbital ligante formado pela combinação dos orbitais 1s do H e 2p do F, e o σ*(1s) é o orbital antiligante.
Passo 7
Agora, vamos distribuir os 10 elétrons nos orbitais moleculares:
- σ(1s) recebe 2 elétrons (com spin oposto).
- σ*(1s) recebe os outros 2 elétrons.
Os demais elétrons ocupam os orbitais 2p do flúor, mas como estamos focando na interação entre H e F, vamos considerar principalmente os orbitais formados.
Passo 8
Sobre a ligação covalente e iônica: a ligação em HF é predominantemente covalente polar. Isso significa que os elétrons são compartilhados entre H e F, mas há uma maior atração pelo flúor devido à sua maior eletronegatividade. Alguns modelos iônicos podem ser considerados devido à diferença de eletronegatividade, mas a principal característica é a covalência polar.
Resposta
O diagrama de orbital molecular para a molécula de HF consiste na combinação dos orbitais 1s do hidrogênio e 2p do flúor formando orbitais ligantes σ(1s) e antiligantes σ*(1s). Com a distribuição dos 10 elétrons, a ligação resultante é predominantemente covalente polar, onde os elétrons são compartilhados de forma desigual entre H e F devido à maior eletronegatividade do flúor.